火箭部段总装对接应用自研设备实现数字化

正日前,中国航天科技集团公司所属天津航天长征火箭制造有限公司圆满完成用于首飞的长征五号运载火箭一级氢箱、一级箱间段和一级氧箱的数字化总装对接工作。此次对接是天津火箭公司自主研制的数字化总装对接装备首次应用于产品正式总装,标志着该公司攻克了大型运载火箭数字化总装对接技术,实现了运     

基于激光跟踪定位的部件对接柔性装配技术

数字化柔性装配技术是飞机制造领域近期的主要研究方向之一.以飞机部件对接装配定位为研究对象,研究了基于激光跟踪定位的飞机部件对接的数字化柔性装配技术和原理;在激光跟踪仪的二次开发软件包的基础上,开发了激光跟踪测量原型系统;论述了机械随动定位装置和随动伺服控制系统的组成和原理,实现了以位置控制为目的的机械随动伺服控制系统;以图形软件包为基础,建立了部件对接数字化柔性装配系统集成平台,并能够在此集成平台上进行基于激光跟踪测量的部件对接装配的实时仿真.本研究可对近期开展的数字化柔性装配技术研究提供一定借鉴.     

联盟飞船故障与救援任务分析

<正>北京时间2023年2月24日8:24，俄罗斯从拜科努尔航天发射场利用联盟-2.1a(Soyuz-2.1a)运载火箭成功发射联盟MS-23(SoyuzMS-23)载人飞船。飞船以全自动模式发射，采用2天交会对接方案上行，成功与“国际空间站”（ISS）对接。     

空间活动大事记

1日俄罗斯进步M－32货运飞船在经过严格检查之后，今天在拜科努尔航天中心由联盟号运载火箭送人太空，它为和平号空间站上的航天员送去了补给品。本月3日，M－32与和平号空间站对接成功。8日阿里安-4运载火箭从库鲁航天中心发射升空，成功地将两颗通信卫星送人轨道，1颗是法国的电信-2D，它将为法国通信公司和法国国防部提供电信服务；另一颗是意大利的意大利卫星-F2，属意大利通信公司所有。15日俄罗斯在其北部的普列谢茨克发射场，用闪电号运载火箭发射了一颗军事通信卫星闪电刁。17日日本宇宙开发事业团在种子岛航天中心用H－2运载火箭…     

基于点云测量的运载火箭异形管路数字化制造技术

针对目前运载火箭取样导管与箭体总装串行制造模式严重制约箭体总装周期问题,提出了利用激光扫描方法建立不同箭体实物点云模型,依据不同箭体的装配基准,从不同箭体实物点云模型中提取数据建立基准平面、基准圆心,利用基准对齐实现不同箭体实物点云模型数字化装配,并采用粗匹配、细匹配等算法对基准建立、基准对齐进行了分析。以装配后的点云模型为基础,按"点、线、面"方式建立导管模型用于后续加工。成功实现了运载火箭取样导管数字化预先制造。     

进步1—8货运飞船抵达国际空间站

6月16日，一枚俄罗斯联盟号运载火箭在拜科努尔发射场发射了进步1—8（进步M53）货运飞船。飞船两天后与国际空间站成功对接。由于一座地面站出问题，飞行控制人员无法向飞船发送最终对接指令，使船上自动驾驶仪无法使用，所以对接是在站长克里卡廖夫的手动控制下进行的。进步1—8给站上机组送去了2114千克补给，其中约1406千克为食品、设备和实验件等千货。     

印度1986年将发射一颗150公斤重卫星

1986年,印度将首次用加大推力卫星运载火箭从斯里哈里科塔发射场发射第二颗“罗希尼”卫星,重150公斤。它将送入408公里圆轨道。现在,印度建立了一个专用发射台,有钢骨架塔,垂直装配卫星和火箭,而过去是水平装配,运到发射场,发射前竖起来。印度想用先进的卫星运载火箭使之进入更加先进的空间技术领域。火箭将带一个监测火箭技术性能的有效载荷。     

俄发射“进步”M23M货运飞船

<正>4月9曰,俄罗斯"联盟"U型运载火箭在拜科努尔发射场发射了"进步"M23M货运飞船。飞船釆用快速对接模式,于发射后不到6小时就同国际空间站实现了对接。船上载有2.9吨燃料、水和其他补给物资。     

众人拾柴火焰高与天宫-1有关的四大系统改进

2011年9月29日,天宫-1目标飞行器由长征-2FT1运载火箭成功发射入轨,为我国实现首次空间交会对接任务开了个好头。我国载人航天工程由八大系统组成,为了完成天宫-1目标飞行器与神舟-8飞船进行的首次空间交会对接任务,除空间实验室系统外的其他几大系统都进行了多项改进,尤其是航天员系统、空间应用系统、运载火箭系统和测控通信系统改进较大,其中天宫-1上的乘员分系统和有效载荷分系统分别属于航天员系统和空间应用系统。     

运载火箭气液组合连接器动态自动对接技术

为实现未来重型运载火箭地面组合连接器与箭上接口的自动对接，提高发射准备流程安全性、可靠性，降低人员保障要求，开展了组合连接器自动对接的技术研究及总体策略分析，提出了由检测、智能控制、位姿调整系统组成的技术方案及非接触式检测+主动位姿调整+被动随动的自动对接策略，并开展了组合连接器自动对接试验系统研制，进行了组合连接器自动对接、低温加注、自动分离等全流程试验验证工作。结果表明:自动对接装置检测、智能控制、位姿调整等各项功能正常，自动对接策略准确、可行，解决了大载荷组合连接器在箭上接口大范围、高速运动条件下的自动对接难题，综合跟踪范围达±600 mm，综合跟踪速度达500 mm/s，各综合工况下完成自动对接时间约为3~5 min。      

导弹数字化对接系统动态测量算法设计及对接试验研究

针对我国导弹生产过程中舱段对接精度差、效率低且一致性差的问题,提出了一种结合激光跟踪仪及Steward平台的导弹数字化对接系统。在基于激光跟踪仪的动态测量方面,提出采用阵列靶球和T-Probe相结合的测量方式,通过对阵列靶球的测量获得高精度基准,通过对T-Probe的测量实现动态测量,从而实现对导弹舱段的高精度且高动态测量。基于所提出的导弹数字化对接系统,进行了导弹舱段数字化对接试验。试验结果表明,导弹舱段间导向销的径向峰值偏差为0.26mm,姿态峰值偏差为0.015°,能够满足导弹对接导向销的安全对接条件,对接时间小于25秒,提高了导弹舱段对接的精度及效率。     

运载火箭推力故障下轨迹在线重规划方法

针对运载火箭非入轨飞行段出现动力系统故障的问题,提出了一种基于能量最优的在线轨迹重规划方法。通过参考轨迹进行引力项的凸化以及根据故障时刻和故障程度的不同设置不同的飞行时长,同时采用无损凸化、线性化和梯形离散等方法,将原始最优控制问题转化为可以采用原对偶内点法迭代求解的二阶锥规划问题,重新规划其飞行轨迹。仿真结果表明该算法能有效提高运载火箭应对突发故障的能力,实现轨迹在线快速收敛,满足动力系统故障后飞行轨迹重构需求。     

GTO发射轨道的两级分解全局优化设计策略

文章提出了包含两级规划、轨道分解优化以及混合遗传算法的GTO发射轨道优化设计策略。针对最优控制变量和总体变量耦合所带来的收敛性差问题 ,建立了两级规划模型 ,其中上面级问题处理总体变量 ,下面级问题处理单独的轨迹控制变量。整个发射轨道优化设计问题被划分成两个轨道段优化设计子问题 ,采用串行混合遗传算法完成子问题的求解。选择一个二级GTO运载火箭 ,进行最大运载能力优化设计 ,对俯仰角选择、发射轨道参数选择等问题进行了分析 ,得出了一些有益的结论。算例分析结果表明所提出的GTO发射轨道优化设计策略的优良性能 ,在运载火箭总体设计中有良好的应用价值。     

基于空间分层组合设计的火箭落点实时计算模型

为保证航天发射任务航区安全，实现火箭落点的高精度实时快速计算，提出一种基于空间分层的数学模型，对落点计算几何模型与动力学模型进行组合设计.该模型将弹道空间分层为自由段和再入段，自由段采用地球扁率修正的落点计算几何椭圆模型，而再入段采用考虑了空气阻力的动力学模型，并加入地球摄动及旋转等因素的修正.经与实际落点数据对比验证，该模型实现了精度和效率的最佳融合，能够满足航天发射任务火箭落点高精度、快实时的计算要求.      

多级固体运载火箭分级多学科设计优化

为了解决固体运载火箭总体优化过程中学科耦合性强、计算复杂、设计效率低等问题,建立了多级固体运载火箭的几何外形、质量、气动、推进、弹道/制导等学科模型,将多级运载火箭分成若干个子级火箭,并通过级间飞行状态连续性条件连接到一起,形成系统级和子系统级的框架。设计了并行方式和串行方式2种子系统的优化流程,以起飞总重最小为目标进行了多学科设计优化(MDO)。结果显示,这2种分级优化的方法与多学科可行(MDF)方法相比能减小优化过程中的迭代次数,得到更好的优化结果,从而验证了分级优化方法在多级固体运载火箭MDO的可行性与优越性。      

一种基于火箭视位置与视速度的航天器初轨确定方法

为了充分利用航天器初始轨道确定的信息源,不断完善地面测控系统定轨手段和方法,提出了一种基于火箭视位置与视速度的航天器初始轨道确定方法.首先对火箭视位置与视速度测量弹道的原理进行了分析;然后利用火箭秒节点计算机字(视速度)以及某一点的初始弹道(初始位置矢量、速度矢量),通过对火箭的运动方程进行逐秒积分,以获得每秒的位置矢量和速度矢量,再转换为弹道数据,并利用此数据直接确定航天器初始轨道.最后通过某太阳同步轨道卫星实测数据仿真计算,证明了方法的正确性和可靠性.      

AUV自航对接的类物理数值模拟

为了预报dock对自主水下机器人（AUV）水动力性能的影响，提高AUV水下对接成功率，提出一种多块混合网格结合动态层方法和用户自定义函数（UDF）的方法，应用于基于离散螺旋桨的AUV自航对接的类物理数值模拟。所提方法采用移动子区域代替传统的移动边界，可提高数值计算效率。在验证了AUV自航试验速度的基础上，对AUV自航对接的水动力和流场进行分析。结果表明，AUV在螺旋桨定转速300 r/min推进作用下，自航对接时间约16 s，终端速度为0.75 m/s。对接速度满足对接碰撞需求。dock对AUV运动影响:在对接井口B点之前起阻碍作用，在B点之后起吸附作用。AUV对接阻力增加2.4%，增幅小，可实现与dock对接。      

智慧火箭数据获取技术探索与展望

随着智慧火箭概念的提出,对运载火箭数据获取技术提出新的挑战,目前,运载火箭存在测量领域受限、测量精度不高、可靠性不高、可扩展性差和可裁剪性不高等问题。结合数据获取现状和问题分析,总结出未来数据获取朝着智能化、网络化和轻质高效化方向发展的趋势。结合趋势研判给出某火箭的数据获取总体框架,并对结构健康监测、光纤传感网络、无缆化等关键技术的优缺点和应用场景进行对比分析,提出了光纤光栅传感网络、无线传感网络、磁谐振式无线传能等技术在智慧火箭数据获取上的应用展望。     

中国载人航天工程的外部设计

在“神舟号”载人飞船工程实现了中国人往返于天地间的目的之后 ,中国应审慎地选择发展载人航天的目标。文章从中国社会对载人航天的需求出发 ,讨论了以开发利用空间微重力物质环境为目标的空间站和以发展天基航天为目标的天基航天站的外部工程系统的环境条件 ,认为中国在运载火箭、发射和回收场、测控站网方面已有较好基础 ,基本具备条件 ,运人运输器已有“神舟号”载人飞船 ,运物运输器的研制也不困难 ,但在为保障航天员在空间生活、工作的航天员系统方面和为实现载人航天工程功能和显现价值的有效载荷系统方面欠缺较多 ,需要一个研究、试验、培训和开发、演示的发展阶段